DE102004051046B4

DE102004051046B4 - Trägerplatte sowie Verfahren zu ihrer Herstellung

Info

Publication number: DE102004051046B4
Application number: DE200410051046
Authority: DE
Inventors: Werner Rothmann
Original assignee: TMD Friction GmbH
Current assignee: TMD Friction GmbH
Priority date: 2004-10-19
Filing date: 2004-10-19
Publication date: 2007-08-16
Anticipated expiration: 2024-10-20
Also published as: DE102004051046A1

Abstract

Verfahren zum Herstellen einer Trägerplatte für den Reibbelag eines Scheibenbrems- oder -kupplungsbelags, wobei
– ein Trägerplatten-Rohling mit von seiner Reibbelagseite abstehenden, hinterschneidungsfreien Rippen gegossen wird und
– die Köpfe mindestens einiger der Rippen oder Rippenabschnitte zur Ausbildung einer mindestens einseitigen Hinterschneidung durch Walzen bearbeitet werden.

Description

Die Erfindung betrifft eine Trägerplatte für den Reibbelag eines Scheibenbrems- oder Kupplungsbelags sowie ein Verfahren zum Herstellen der Trägerplatte.
Bekanntlich werden Trägerplatten auf ihrer Reibbelagseite mit Vorsprüngen versehen, um die Anbindung des Reibbelags zu verbessern. Um diesen Effekt zu fördern, weisen die Vorsprünge vielfach Hinterschneidung auf, die beim Aufpressen der Reibbelagmasse von dieser hintergriffen werden.

Bei Trägerplatten, die aus gewalztem Bandstahl ausgestanzt werden, bildet man die Vorsprünge samt Hinterschneidungen als separate Inseln durch anschließende Preßvorgänge aus, siehe die EP 0731288 B1 sowie die WO 99/64762 A1. Die Preßvorgänge gestalten sich aufwendig und benötigen hohe Drücke, was einen entsprechenden vorrichtungstechnischen Aufwand bedingt.

Daneben ist es aus der EP 0842371 B1 bekannt, Trägerplatten zu gießen und dabei auf deren Reibbelagseite Rippen zu erzeugen, die sich schneiden und abschnittweise gegeneinander geneigt sind, wodurch die gewünschten Hinterschneidungen entstehen. Auch hier ist der herstellungstechnische Aufwand ganz erheblich. Man benötigt ein Modell aus elastischem Material, bei dem die Rippen noch nicht gegeneinander geneigt sind. Anhand dieses Modells wird die eigentliche Gießform erzeugt, und zwar durch Aufpressen von partikelförmigem Material. Durch den Preßvorgang neigen sich die Rippen des elastischen Materials gegeneinander und erzeugen in der Gießform entsprechend geneigt Hohlräume. Nach dem Aushärten der Gießform läßt sich das Modell aufgrund seiner Elastizität abziehen. Mit jeder Gießform läßt sich lediglich eine einzige Trägerplatte herstellen, da die Gießform nach dem Aushärten der Trägerplatte zerschlagen werden muß.

Die DE 41 15 614 A1 beschreibt eine ebenfalls gegossene Trägerplatte, die einen am Rand ihrer Reibbelagseite umlaufenden Steg aufweist. Dieser trägt angeschärfte Rippenelemente, deren Köpfe nach dem Gießvorgang mittels einer Druckplatte umgebogen werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, Ausbildung und Herstellung der Trägerplatte zu vereinfachen.

Zur Lösung dieser Aufgabe schafft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen einer Trägerplatte für den Reibbelag eines Scheibenbrems- oder -kupplungsbelags, wobei

– ein Trägerplatten-Rohling mit von seiner Reibbelagseite abstehenden, hinterschneidungsfreien Rippen gegossen wird und
– die Köpfe mindestens einiger der Rippen oder Rippenabschnitte zur Ausbildung einer mindestens einseitigen Hinterschneidung durch Walzen bearbeitet werden.

Das Bearbeiten der Rippen kann in unterschiedlicher Weise durchgeführt werden, beispielsweise durch Aufpressen von geeigneten Form- oder Schneidelmenten. Erfindungsgemäß ist das Bearbeiten der Rippen durch Walzen durchzuführen. Dabei ist es vorteilhaft, sämtliche Rippen in einem einzigen gemeinsamen Walzvorgang zu bearbeiten. Werden profilierte Walzen verwendet, so bietet sich dies an, wenn die Rippen parallel zueinander verlaufen und der Walzvorgang nicht durch einen etwaigen Steg gestört werden kann. Der gesamte herstellungstechnische Aufwand wird optimiert, da sich an den einfachen Gießvorgang ein extrem einfacher Bearbeitungsvorgang anschließt, bei dem die Hinterschneidungen in einem einzigen Arbeitsschritt entstehen. Abgesehen davon stellt das Walzen eine energetisch günstige Bearbeitung dar.

Ganz besonders vorteilhaft ist es, den Walzvorgang mit einer zylindrischen Walze durchzuführen. Die Rippenköpfe erhalten eine in die Breite gehende Abflachung, so daß Hinterschneidungen an beiden Flanken der Rippen entstehen. Das Muster der Rippen auf der Trägerplatte spielt ersichtlich keine Rolle mehr.

Derselbe Effekt läßt sich erzielen, wenn das kalibrieren der Rippenköpfe des Trägerplatten-Rohlings mittels eines Stempels erfolgt. Der Stempel wird wegabhängig bewegt und kann mit Druck- oder Schlageinwirkung arbeiten.

Gegebenenfalls kann in Erwägung gezogen werden, das Walzen bzw. das Kalibrieren direkt im Anschluß an das Gießen am noch heißen Rohling durchzuführen.

Ein vorteilhaftes Merkmal besteht darin, daß die Rippenköpfe in Längsrichtung gespalten und die Spalte aufgeweitet werden. Alternativ dazu wird vorgeschlagen, daß in die Rippenköpfe unter mindestens einseitiger Materialverdrängung eine längslaufende Rinne eingeprägt wird. Eine weitere Alternative besteht darin, auf die Rippenköpfe unter mindestens einseitiger Materialverdrängung eine längslaufende Rundung aufzuprägen.

Das erfindungsgemäße Verfahren arbeitet mit lediglich zwei Schritten, nämlich mit dem Gießen des Rohlings und mit dessen anschließender Bearbeitung. Für das Gießen wird eine einfache Form benötigt, da die Rippen des Rohlings noch keine Hinterschneidungen bilden. Auch kann in ein und derselben Form eine Vielzahl von Rohlingen gegossen werden. Das anschließende Bearbeiten benötigt einen wesentlich geringeren vorrichtungstechnischen Aufwand, als es beim Erzeugen von inselförmigen Vorsprüngen mit Hinterschneidungen durch Preßvorgänge der Fall ist.

Vorzugsweise wird die Bearbeitung über die gesamte Länge der jeweiligen Rippen unter Ausbildung beidseitiger Hinterschneidungen durchgeführt. Dies verbessert die Anbindung des Reibbelags an die Trägerplatte, und zwar gegenüber dem eingangs diskutierten Stande der Technik, bei dem die Rippen im Bereich der Kreuzungspunkte nicht gegeneinander geneigt sind und dementsprechend dort keine Hinterschneidungen bilden können.

Nach einem weiteren vorteilhaften Merkmal werden die Rippen von einem Rand der Trägerplatte zum anderen verlaufend ausgebildet. Sie erhalten somit eine optimale Länge, was ebenfalls die Anbindung des Reibmaterials an die Trägerplatte fördert.

In Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die Rippen in Längsrichtung über die Trägerplatte verlaufend aus gebildet werden. Dieses Merkmal bietet einen zusätzlichen Vorteil, da es die Biegesteifigkeit der Trägerplatte erhöht.

Ferner werden die Rippen vorzugsweise parallel zueinander verlaufend ausgebildet. Man erzeugt auf diese Weise eine festigkeitstechnisch günstige, nämlich regelmäßige Rippenstruktur.

In Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die Trägerplatte mit einem auf dem Rand der Reibbelagseite umlaufenden Steg ausgebildet wird und daß die Rippen vor der Bearbeitung eine Höhe erhalten, die die Höhe des Steges übersteigt. Der Steg stellt ein festigkeitstechnisch günstiges Merkmal dar und dient dabei der Anbindung der Rippenstruktur. Auch verbessert er die Führung des Brems- oder Kupplungsbelags im Gehäuse. Da die Rippen über den Steg vorstehen, kann letzterer die Bearbeitung des Rohlings nicht behindern.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe schafft die Erfindung ferner eine gegossene Trägerplatte für den Reibbelag eines Scheibenbrems- oder -kupplungsbelags, mit auf der Reibbelagseite angegossenen Rippen, wobei die Köpfe mindestens einiger der Rippen oder Rippenabschnitte eine mindestens einseitige Hinterschneidung aufweisen. Dabei ist es besonders vorteilhaft, daß die Rippenköpfe in Längsrichtung gespalten und die Spalte auf geweitet sind. Alternativ dazu wird vorgeschlagen, daß in die Rippenköpfe unter mindestens einseitiger Materialverdrängung eine längslaufende Rinne eingeprägt ist. Eine weitere vorteilhafte Alternative besteht darin, daß auf die Rippenköpfe unter mindestens einseitiger Materialverdrängung eine längslaufende Rundung aufgeprägt ist. Wenn die Rippen gespalten werden, erhalten sie im Querschnitt ein Y-förmiges Profil, welches an beiden Flanken Hinterschneidungen bildet. Der letztgenannte Effekt ergibt sich auch bei im Querschnitt pilzförmigem oder angenähert herzförmigem Profil. Hinterschneidungen an beiden Flanken tragen dazu bei, die Anbindung des Reibbelags an die Trägerplatte zu verbessern.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele im Zusammenhang mit der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in:
1 die Draufsicht auf die Reibbelagseite eines Trägerplatten-Rohlings;
2 einen Schnitt durch den Rohling unter Andeutung der zweiten Bearbeitungsstufe;
3 schematisch die Durchführung der zweiten Bearbeitungsstufe gemäß 2;
4 eine erste Alternative zu 3;
5 eine zweite Alternative zu 3;
6 die Draufsicht auf eine Reibbelagseite eines abgewandelten Trägerplatten-Rohlings.
Der Trägerplatten-Rohling nach 1 ist ein Gußteil, vorzugsweise aus Grauguß. Er trägt Rippen 1 sowie einen umlaufenden Steg 2.
An den Gießvorgang schließt sich ein Bearbeitungsvorgang an, dessen Ergebnis in 2 angedeutet ist, und zwar anhand der obersten Rippe 1. Die dort gezeigte Rippe ist in Längsrichtung gespalten, wobei der Spalt zur Bildung von Hinterschneidungen aufgeweitet ist. Die Rippe hat also im Querschnitt ein Y-förmiges Profil erhalten und stellt dem später aufzupressenden Reibmaterial an beiden Flanken je eine Hinterschneidung zur Verfügung. Dies ergibt eine optimale Anbindung des Reibbelags an die Trägerplatte.
3 zeigt in größerem Maßstab das Ergebnis des Bearbeitungsvorgangs gemäß 2, und zwar in Verbindung mit dem zugehörigen Werkzeug, bei dem es sich hier um eine Schneidwalze 3 handelt.
4 zeigt als Alternative den Einsatz einer Prägewalze 4, die auf dem Umfang eine konkarve Rinne 5 trägt. Als Ergebnis erhält die Rippe 1 ein im Querschnitt etwa pilzförmiges Profil.
Das Profil der Rippe 1 gemäß 5 schließlich ist im Querschnitt angenähert herzförmig. Erzeugt wird dieses Profil durch eine Walze 6, die auf ihrem Umfang eine umlaufende Verdickung 7 trägt.
In der Praxis wird man sämtliche Rippen bearbeiten und zwar vorzugsweise durch einen einzigen, gemeinsamen Walzvorgang.
Die Herstellung der Trägerplatte ist also sehr einfach, wobei die Trägerplatte dennoch eine sehr günstige Anbindung des Reibbelags gewährleistet.
Die Spalte und Profile erstrecken sich jeweils über die gesamte Länge der jeweilige Rippen. Letztere laufen in 1 von einem Rand der Trägerplatte zum anderen, und zwar in Längsrichtung der Trägerplatte. Die Rippen sind parallel zueinander ausgebildet, wodurch der gemeinsame Walzvorgang ermöglicht wird.
Wie aus 2 ersichtlich, sind die Rippen 1 höher als der Steg 2 ausgebildet. Der Steg kann also den Walzvorgang nicht behindern.
Im Falle des Ausführungsbeispiels nach 1 beträgt die Höhe des Steges 2 ca. 2mm, wobei die Rippen 1 um ca. 2mm über den Steg hinausragen. Die Rippenhöhe beträgt also ca. 4mm. Die Dicke der Trägerplatte zwischen den Rippen liegt bei ca. 7mm.
Der Abstand zwischen den Rippen beträgt etwa das doppelte ihrer Breite, wodurch ein einwandfreies Einpressen der Reibmasse sichergestellt ist.
6 zeigt einen abgewandelten Trägerplatten-Rohling mit einem anders gestalteten Rippenmuster. Gegebenenfalls wird man hier aus Gründen der einfacheren Herstellbarkeit lediglich diejenigen Rippen bzw. Rippenabschnitte zur Ausbildung von Hinterschneidungen profilieren, die gradlinig in Plattenlängsrichtung verlaufen.
Hauptanwendungsgebiet der Erfindung sind Scheibenbremsen für Nutzfahrzeuge.
Im Rahmen der Erfindung sind durchaus Abwandlungsmöglichkeiten gegeben. So können die Hinterschneidungen, wie erwähnt, nur über Teilabschnitte der jeweiligen Rippen verlaufen. Auch besteht die Möglichkeit, die Reibbelagseite der Trägerplatte lediglich mit Teilabschnitten von Rippen zu besetzen. Die Rippen können gleichermaßen in Querrichtung über die Trägerplatte verlaufen. Auch sind sich kreuzende Rippenmuster und bogenförmig verlaufende Rippen möglich (s. 6), was allerdings ggf. die Bearbeitung der Rippen erschwert. Schließlich kann auf einen umlaufenden Steg verzichtet werden, wodurch eine gewisse Beschränkung für die Wahl der Rippenhöhe entfällt.
Wie bereits erwähnt, ist es besonders vorteilhaft, sämtliche Rippen in einem einzigen gemeinsamen Walzvorgang zu bearbeiten. Getrennte Walzvorgänge sind gleichermaßen möglich. Auch stellt die Walzbearbeitung nicht die einzige Bearbeitungsmöglichkeit dar. Das Ein- oder Aufdrücken von Schneid- oder Formwerkzeugen wurde bereits erwähnt. Daneben sind auch spanabhebende Bearbeitungen mit anschließendem Auf weiten der Spalte denkbar.

Claims

Verfahren zum Herstellen einer Trägerplatte für den Reibbelag eines Scheibenbrems- oder -kupplungsbelags, wobei – ein Trägerplatten-Rohling mit von seiner Reibbelagseite abstehenden, hinterschneidungsfreien Rippen gegossen wird und – die Köpfe mindestens einiger der Rippen oder Rippenabschnitte zur Ausbildung einer mindestens einseitigen Hinterschneidung durch Walzen bearbeitet werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche Rippen in einem einzigen gemeinsamen Walzvorgang bearbeitet werden.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Walzvorgang mit einer zylindrischen Walze durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippenköpfe in Längsrichtung gespalten und die Spalte aufgeweitet werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in die Rippenköpfe unter mindestens einseitiger Materialverdrängung eine längslaufende Rinne eingeprägt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Rippenköpfe unter mindestens einseitiger Materialverdrängung eine längslaufende Rundung aufgeprägt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen von einem Rand der Trägerplatte zum anderen verlaufend ausgebildet werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen in Längsrichtung über die Trägerplatte verlaufend ausgebildet werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen parallel zueinander verlaufend ausgebildet werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerplatte mit einem auf dem Rand der Reibbelagseite umlaufenden Steg ausgebildet wird und daß die Rippen vor der nachfolgenden Bearbeitung eine Höhe erhalten, die die Höhe des Steges übersteigt.
Gegossene Trägerplatte für den Reibbelag eines Scheibenbrems- oder -kupplungsbelags, mit einem auf dem Rand der Reibbelagseite umlaufenden Steg (2) und mit innerhalb des Steges angeordneten Rippen (1), wobei die Köpfe mindestens einiger der Rippen oder Rippenabschnitte mindestens zur einen Seite hin eine Hinterschneidung aufweisen und wobei die Höhe dieser Rippen oder Rippenabschnitte die Höhe des Steges (2) übersteigt.
Trägerplatte nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippenköpfe in Längsrichtung gespalten und die Spalte aufgeweitet sind.
Trägerplatte nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß in die Rippenköpfe eine längslaufende Rinne eingeprägt ist.
Trägerplatte nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Rippenköpfe eine längslaufende Rundung aufgeprägt ist.
Trägerplatte nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippenköpfe eine in die Breite gehende Abflachung aufweisen.
Trägerplatte nach einem der Ansprüche 11 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen (1) von einem Rand der Trägerplatte zum anderen verlaufen.
Trägerplatte nach einem der Ansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen (1) in Längsrichtung über die Trägerplatte verlaufen.
Trägerplatte nach einem der Ansprüche 11 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen (1) parallel zueinander verlaufen.